带状组织不同的管线钢在60℃CO_2环境中腐蚀行为分析

对带状组织级别不同的管线钢在60℃CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率、腐蚀形态和点蚀系数进行了分析比较。研究结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。为了提高管线钢抗CO2腐蚀的性能,生产环节应控制其带状组织,选材环节应尽可能选用带状组织级别低的材料。     

多相高速流动环境中13Cr不锈钢冲刷腐蚀特性

以油井管13Cr不锈钢为研究对象,基于分离变量法控制实验参数,利用高速气固射流实验装置,测量冲刷速率;在2%NaCl射流液体中,测量材料表面电化学腐蚀速率;在2%NaCl液固两相流中,测量冲刷腐蚀速率。分别对3种实验中的试样进行表征,根据结果对材料冲刷与腐蚀间的相互作用进行讨论。结果表明随着溶液流速的增加,13Cr不锈钢的腐蚀速率增大,材料表面出现点蚀坑;颗粒冲刷速度的增大显著加速材料的损失,使材料表面出现片状划痕;在液固两相流动溶液中,冲刷速率远大于电化学腐蚀速率,并且两者相互促进,材料表面同时出现点蚀坑和片状划痕。     

硫化氢质量浓度和温度对碳钢在NACE溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学实验方法以及扫描电镜和能谱等表面分析技术对20#碳钢在不同H2S质量浓度(0,95.61,103.22,224.16 mg.L-1)、不同温度(25,35,45℃)下的NACE溶液(含CO2)中腐蚀行为进行了研究,同时对该环境下腐蚀产物的形成机制进行了探讨.发现在含有CO2的NACE溶液中,加入少量H2S,能加剧碳钢腐蚀,加速阳极铁的溶解和阴极氢气的析出.随着H2S质量浓度的增加,腐蚀电流密度增大,碳钢腐蚀加剧.温度升高,腐蚀极化电阻变小,腐蚀也会加剧.腐蚀试样外层絮状腐蚀产物主要是铁碳化物,接近基体表面的腐蚀产物主要是铁硫化物.     

管线钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NACE溶液中的腐蚀行为

利用高压釜研究了X60和X70钢在饱和H2S及CO2分压为2MPa的NACE溶液中高温高压腐蚀环境下的腐蚀行为．研究结果表明：1)在所研究的温度范围内,两种钢均表现出较高的腐蚀速率,且伴有不同程度的点蚀或蚀坑群,其中CO2引发点蚀,H2S会加速阴极和阳极的反应速率,造成严重点蚀．2)随着温度的升高,武钢X60的腐蚀速率呈上升→下降→上升的趋势,宝钢X70的腐蚀速率呈下降→上升→下降的趋势．3)两种钢的表面腐蚀产物膜结构主要为铁的硫化物．4)Cl^-为点蚀的“激发剂”,并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl^-浓度差不同,形成电偶腐蚀,促进点蚀发生．     

弹性应力对碳钢在海水环境中腐蚀速率的影响

为了研究船舶与海洋工程结构在载荷和腐蚀环境联合作用下的腐蚀损伤规律,通过电化学测试技术研究了弹性应力对Q235B钢在质量分数为3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位、动电位极化曲线、线性极化电阻和电化学阻抗谱的影响规律;同时,利用接触角测量技术研究了弹性应力对金属在腐蚀介质中界面张力的影响.研究结果表明:随着弹性应力的增大,Q235B钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位明显负移,腐蚀速率显著增大,根据电化学测试结果建立了腐蚀速率与应力关系模型;界面张力与接触角随着应力的增大而显著减小,因此可以利用金属材料在环境介质中的界面张力研究力学-化学效应问题.     

含水原油输送钢管CO2腐蚀速率预测机理模型研究进展

含水原油管道的CO2腐蚀现象严重,揭示管道腐蚀机理、预测腐蚀速率对于腐蚀防护具有重要意义。在腐蚀机理研究的基础上建立的CO2腐蚀速率预测机理模型,其物理意义明确、适用范围广,是国内外研究热点。从化学平衡反应、腐蚀产物膜生成、腐蚀电化学反应、扩散传质运输四个腐蚀速率预测相关的方面综述了国内外管线钢CO2腐蚀机理模型的研究进展。建议：①明确溶液中碳酸盐对钢管内壁阳极溶解反应动力学和作用机理的影响;②分析不同工况条件下钢表面生成的CO2腐蚀产物膜化学组成、结构致密度、电化学性质、力学性质以及离子通过多孔膜的扩散系数;③开发复杂酸性介质腐蚀环境下的实验,明确H2S/Cl-/CO2协同腐蚀机理,建立多因素腐蚀预测数理模型;④从多场耦合的角度研究不同流态变换下原油润湿性、油水比等影响因素对油水接触面腐蚀特性、介质物理化学参数的作用影响,为含水原油管道CO2腐蚀的防治和预测提供理论与技术支撑。     

X70钢在高温高压二氧化碳酸性溶液中的腐蚀行为

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针微观结构分析等方法,研究X70钢在3种不同高温条件下及2 MPa分压的饱和CO2环境介质中的腐蚀行为.结果表明,在所研究的温度范围内,X70钢在CO2环境介质中表现出高的腐蚀速率;随着温度的升高,腐蚀速率呈上升再下降的趋势,120℃时为最大值;表面腐蚀产物膜的主要成分为Fe3C和FeCO3;CO2腐蚀的作用形成了钢表面点蚀、条状腐蚀特征,EPMA分析显示碳元素也呈条状分布;试样中沿轧制方向的两相对平行侧面的点蚀特征明显,而垂直于轧制方向的两相对平行侧面点蚀极少;CO2腐蚀是各种因素相互作用的结果.     

20钢和16Mn钢在模拟CO2驱环境的腐蚀电化学行为

为提供CO2驱油环境中地面管线钢的选材依据,本文通过动电位极化曲线和交流阻抗谱研究了20、16Mn钢在模拟CO2驱溶液中的腐蚀电化学行为,并对数据进行了拟合分析。结果表明：在饱和CO2条件下,20钢在低温阶段易形成具有保护性的产物膜,而随着温度逐渐升高,产物膜变的疏松,腐蚀加剧;16Mn钢在中低温阶段,随着温度的升高,腐蚀加剧,饱和的CO2极大的促进了腐蚀的发生。     

低铬钢H2S/CO2腐蚀电化学阻抗谱特征

采用电化学阻抗谱技术研究了4种不同含Cr量的P110钢的H2S/CO2腐蚀电化学特征。结果表明：H2S的存在有利于金属表面成膜,导致低频感抗弧消失。在H2S/CO2环境中腐蚀阻力比纯CO2环境中的腐蚀阻力大,H2S可显著降低腐蚀腐蚀速率。随着含Cr量增加,腐蚀速率出现极小值的H2S浓度升高。高含钢的耐蚀性不一定优于低含铬钢,其耐蚀性能与H2S浓度密切相关。     

3Cr板耐蚀性能的研究

运用线性极化法(LPR)和电化学阻抗谱(EIS)对其电化学性能进行了测试,实验表明3Cr板极化电位和电化学阻抗均高于碳钢,同时通过腐蚀失重法,研究比较碳钢和3Cr钢在模拟塔里木油田环境中的CO2腐蚀行为,结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,3Cr钢的腐蚀速率为0.77 mm/a,碳钢腐蚀速率为1.31mm/a,碳钢腐蚀速率是3Cr钢的1.5倍多。     

三种土壤对X70钢腐蚀行为的比较

通过在库尔勒地区现场土壤、实验室内含水饱和土壤和土壤模拟溶液中埋设和浸泡试样的方法,利用SEM,EDS,XRD等手段以及失重法对X70钢在库尔勒土壤中腐蚀行为进行了研究.结果表明,在实验期间内,三种不同环境下的腐蚀速率大小顺序为:模拟溶液＞现场土壤＞饱和含水土壤.这因为在现场实验中,土壤中存在微生物腐蚀而使X70钢腐蚀速率较高;在含水饱和土壤中,水分降低了土壤透气性,土壤阻碍了离子交换,腐蚀速率大大降低;在模拟溶液中,电化学反应非常容易进行,腐蚀速率很高.     

CO2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响

利用高温高压釜对N80钢进行了两种温度、不同CO2分压下的腐蚀实验.测量了腐蚀速率,观察了腐蚀产物膜的宏观形貌及去除腐蚀产物膜后金属基体的表面状态,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并测量了膜的厚度,对在不同条件下成膜的N80钢进行了电化学极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析.结果表明:CO2分压升高,腐蚀产物膜保护性能提高,但由于介质的腐蚀性增强,腐蚀速率上升;膜局部缺陷是导致金属基体表面点蚀的主要诱因,CO2分压升高有利于减少65℃时膜表面的局部缺陷;在90℃下腐蚀产物膜的保护性能比65℃下对CO2分压的变化更为敏感.     

UNS G10190钢在碳酸溶液中的电化学反应机理研究

通过极化测量技术研究了UNSG10190钢在含CO2水溶液中的反应速率与CO2分压的关系,根据实验结果提出了阳、阴极溶鳃反应的机理,随着CO2分压的增大,UNSG10190钢的腐蚀电位增大,腐蚀速率增大,在碳酸溶液中CO2促进了UNSG10190钢的阴极过程,抑制了阳极溶解反应。     

X80管线钢焊接接头重构及其在NACE溶液中的腐蚀行为

借助模块化的阵列电极制备技术对X80管线钢焊接接头进行模拟重构,并采用经典电化学测试技术与微电极阵列测试技术研究X80钢模拟焊接接头在CO_2饱和的NACE溶液中的腐蚀行为。结果表明,孤立的母材区开路电位最正,热影响区次之,焊缝金属的开路电位最负;腐蚀电流密度表现为焊缝母材热影响区;在NACE溶液的浸泡过程中,焊缝区始终作为腐蚀电偶对的的主阳极,腐蚀加速;热影响区始终作为主阴极,腐蚀减缓,母材微电极随着与焊缝区距离不同,其电流极性不一、交替出现。在本文实验条件下,焊缝区是X80钢模拟焊接接头的薄弱环节。     

恐龙化石的人工加速腐蚀研究

为了深入探讨恐龙化石的风化原因,为恐龙化石新型保护材料的研制提供理论支持,项目采用0.5,1,2mol/L硫酸溶液,二氧化碳饱和液与5%碳酸氢钠溶液对自贡出土恐龙化石进行人工加速腐蚀实验;利用失重法、XRD、XRF和显微法表征.结果表明:3种介质对化石腐蚀速率依次为硫酸溶液24.213 6g/(m2·h),二氧化碳0.663 7g/(m2·h),碳酸氢钠0.126 3g/(m2·h).硫酸溶液对化石腐蚀速率是二氧化碳的36.5倍,是碳酸氢钠溶液的191.7倍;在0.5mol/L硫酸溶液腐蚀下,XRD和XRF说明化石中CaCO3首先腐蚀,腐蚀量最大,腐蚀后化石中钙含量减少66.4%.化石腐蚀前后形貌变化与腐蚀速率一致.     

API P105油管钢在含CO2溶液中的电化学腐蚀行为

用电化学阻抗谱(EIS)和极化测量,研究了在含CO2的溶液中NaCl含量对API P105钢的电化学腐蚀行为的影响.结果表明,随着NaCl含量的增大,P105钢的腐蚀电位正移,抑制了腐蚀过程的阴阳极反应,降低了P105钢的腐蚀速率.分析表明,Cl在API P105钢表面的吸附为Temkin等温吸附.     

管线钢硫化物应力腐败开裂

利用Shell Type法和NACE拉伸试验研究了低碳锰钢的硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为,结果表明：存在带状组织,且与外加应力方向平行时可提高SSCC抗力,带状组织的存在还可降低CO2腐蚀速率,温度升高CO2腐蚀速率增大,并提出了带状组织影响SSCC和CO2腐蚀的物理模型。     

管线钢硫化物应力腐蚀开裂

利用Shell Type法和NACE拉伸试验研究了低碳锰钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为,结果表明存在带状组织,且与外加应力方向平行时可提高SSCC抗力,带状组织的存在还可降低CO2腐蚀速率,温度升高CO2腐蚀速率增大,并提出了带状组织影响SSCC和CO2腐蚀的物理模型.     

CO2环境介质下16Mn钢的高温高压腐蚀性能

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针微观结构分析等方法,对16Mn钢在3种不同高温条件下以及1 MPa分压的饱和CO2环境介质中的腐蚀性能进行研究.结果表明,在60、90、120℃下,16Mn钢发生严重的CO2腐蚀,表现出高的腐蚀速率,且伴有不同程度的点蚀、条状腐蚀特征.随着温度的升高,腐蚀速率呈下降再上升的趋势,90℃时最小,各温度下表面都生成了Fe3C为主的腐蚀产物膜。研究发现,Cl-为点蚀的"激发剂",并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl-浓度差不同,形成电偶腐蚀,促进点蚀发生;腐蚀过程显示CO2腐蚀的局部腐蚀特征是各种因素相互作用的结果.     

NaCl对N80钢在含CO2溶液中的电化学腐蚀影响的研究

用电化学阻抗谱(EIS)和极化测量，研究了在含CO2的溶液中NaCl含量对N80钢的电化学腐蚀行为的影响．结果表明，随着NaCI含量的增大，N80钢的腐蚀电位正移，抑制了腐蚀过程的阴阳极反应，降低了N80钢的腐蚀速率．分析表明,Cl-在N80钢表面的吸附为Temkin等温吸附．